S波段多通道高温超导接收机前端研制

论文摘要

近年来随着微波技术的进步和雷达与通讯对微波接收机系统的要求日益提高,微波接收机的性能有了快速的提高。如何实现微波接收机的小型化与高性能是现在研究的方向,特别是在多通道接收机的研究中。随着高温超导微波材料的应用,这个难题有了很好的解决。本文首先介绍了高温超导体的一些基本特性与发展状态以及国内外高温超导接收机技术的发展状况,继而详细阐述了多通道高温超导接收机前端各器件的工作原理及设计制作过程,最后给出了系统测试结果并对其做出相应的分析。本课题以高温超导材料非线性微波特性为基础,研制高温超导多通道高性能接收机前端系统。该前端系统主要由高温超导高性能微波滤波组件、液氮温区工作的低噪声放大器、常温工作低噪声放大器和数控衰减器组成。其中的核心部件为实用化、小型化的高温超导多通道高性能微波滤波器组,该器件综合新型的滤波器耦合结构,同时实现带内插损极低、带外抑制陡峭和保护功能完备等特点。该实用化研究将高温超导高性能微波限幅滤波组件置于液氮温区工作的低噪声放大器之前,通过高温超导微波电路与液氮温区工作的常规固体电路混合集成。该S频段高温超导多通道导接收机前端样机在的工作温度77K下,整机噪声优于0.8dB,驻波好于1.5,增益约为22dB ,距离通带200MHz带外抑制优于60dB,矩形系数趋近于1。该系统符合工程实用中稳定性、可靠性及环境适应性的要求。在强干扰电磁环境下,该系统的应用可大幅度改善接收机的灵敏度,提高系统的综合性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 超导技术的发展与应用
• 1.1 超导技术发展历史
• 1.2 我国高温超导的发展现状
• 第二章 高温超导微波接收机前端理论
• 2.1 微波接收机的主要参数
• 2.1.1 选择性
• 2.1.2 抗干扰能力
• 2.1.3 非线性特性
• 2.1.4 动态范围
• 2.2 多通道高温超导微波接收机前端组成与优势
• 2.2.1 常规微波接收机前端的组成
• 2.2.2 高温超导接收机前端结构及优势
• 2.2.3 多通道高温超导接收机前端
• 2.3 微波滤波器器基本理论
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 常用的低通滤波器原型
• 2.3.3 频率变换
• 2.3.4 耦合谐振器带通滤波器的基本原理
• 2.4 低噪声放大器的基本原理
• 2.4.1 场效应晶体管的小信号模型
• 2.4.2 噪声系数
• 2.4.3 反射系数与驻波
• 2.4.4 增益
• 2.4.5 稳定性
• 2.4.6 非线性特性
• 2.5 PIN 开关原理
• 2.5.1 PIN 二极管
• 2.5.2 微波开关的主要技术指标
• 第三章 多通道高温超导接收机前端设计
• 3.1 多通道高温超导接收机前端结构与指标
• 3.2 高温超导滤波器的设计与调试
• 3.2.1 高温超导滤波器的设计与仿真
• 3.2.2 高温超导滤波器的组装与调试
• 3.3 低噪声放大器的设计
• 3.3.1 场效应管的低温效应
• 3.3.2 电路的设计与仿真
• 3.3.3 电路的制作与调试
• 3.4 开关的设计与制作
• 第四章 多通道高温超导接收机前端的测试与分析
• 4.1 高温超导滤波器与低温低噪声放大器的测试
• 4.2 高温超导接收机前端的测试
• 4.3 测试结果分析
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介